Урок на тему "Громкость и высота звука"

Урок физики в 7 классе по УМК Н.С.Пурышевой и др..

Глава 2: Звуковые явления

Тема: Громкость и высота звука. Отражение звука.

Тип урока: комбинированный

Цель урока: изучение характеристик звука и явления отражения звука

Цель урока (учащиеся): приобретение знаний о характеристиках звука и отражении звука

Задачи урока: - формировать знания о физических (амплитуда, частота) и физиологических (высота, громкость, тембр) характеристиках звука;

- развивать личностные, регулятивные, коммуникативные универсальные учебные действия;

- воспитывать познавательный интерес, любознательность, положительную мотивацию к обучению.

Карта обеспеченности урока

Планируемые метапредметные результаты:

Представлять информацию в словесной, графической форме.

Уметь работать в коллективе, представлять и отстаивать свои взгляды и убеждения.

Планируемые личностные результаты

Развивать познавательный интерес, убежденность в возможности познания природы, самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений.

Планируемые предметные результаты:

На уровне запоминания:

Воспроизводить:

- формулировку закона отражения звука(I уровень);

- объяснять зависимость громкости звука от амплитуды, а высоты звука от частоты(II уровень).

На уровне применения в типичных ситуациях

Уметь демонстрировать зависимость громкости звука от амплитуды, а высоты звука – от частоты колебаний.

На уровне применения в нестандартных ситуациях:

Уметь приводить примеры звуков разной высоты, издаваемых различными насекомыми и животными

Ход урока

I этап. Организационный момент.

2 этап. Воспроизведение и коррекция опорных знаний учащихся

Деятельность учителя и учащихся на втором этапе.

3. Актуализация знаний

Учитель. Человек живёт в мире звуков. Мы слышим голоса людей, пение птиц, звуки музыкальных инструментов, шум леса, звук работающих машин. Что общего между этими звуками и чем они отличаются?

Ученик. Общим является то, что все звуки издаются колеблющимися телами ( голосовые связки человека, птицы, струны музыкальных инструментов, ветки деревьев и т.д.), а различаться эти звуки могут, например, своей громкостью.

Учитель. Как вы думаете, от чего зависит громкость звука? Чем она определяется? Вы хотели бы узнать ответ на этот вопрос? Очень хорошо. Мы ответим на интересующий нас вопрос, изучив характеристики звука. Запишите тему урока “ Громкость и высота звука. Отражение звука ”. Сегодня мы познакомимся с физическими и физиологическими характеристиками звука, научимся отличать низкие звуки от высоких, громкие от тихих, узнаем, что такое тембр, а также изучим закон отражения звуковых волн.

4 этап. Изучение нового учебного материала

4.1. Создание и решение проблемной ситуации путём эксперимента. Актуализация субъектного опыта

Учитель. Выясним, от чего зависит громкость звука? Проведём следующий эксперимент.

Демонстрация. Ударим молоточком по ножке камертона. Поднесём бусинку на нити к звучащему камертону. Что мы наблюдаем и почему?

Ученик. Бусинка отскакивает от камертона, потому что камертон издаёт звук, следовательно, ножка камертона колеблется.

Учитель. Как вы думаете, изменится ли удаление бусинки от камертона, если я ударю сильнее?

Ученик. Я думаю, чем сильнее ударим по камертону, тем сильнее (больше) будет отклоняться бусинка.

Учитель. Проверим наше предположение. (Демонстрация ) Чем отличаются при этом звуки, издаваемые камертонами?

Ученик. Камертоны издают разные звуки. Чем сильнее ударим по камертону, тем с большей амплитудой будет колебаться ножка камертона, следовательно, будет громче звук.

Учитель. Зависимость громкости звука от амплитуды колебаний можно наглядно продемонстрировать с помощью камертона с пером (по рис. 137)

Графически эту зависимость можно представить в следующем виде:

Учитель. Громкость звука - это первая физиологическая характеристика звука, которая определяется амплитудой колебаний источника звука. Переходим ко 2 части нашего эксперимента. На демонстрационном столе находятся два камертона. В чём их внешнее различие?

Ученик: Они разного размера, у них разная масса.

Учитель. Демонстрация. Предлагаю продемонстрировать звучание этих камертонов и прокомментировать результат.

Ученик. Эти камертоны издают разные звуки. Один – низкий, другой - высокий. Я думаю, что это связано с их массой. При одинаковой силе удара ножки камертона будут колебаться с разной частотой.

Учитель. Чтобы проверить это предположение запишем колебания камертонов на закопченной пластине. Первый камертон имеет меньшую частоту и издает низкий звук, второй камертон издаёт более высокий звук, следовательно, чем больше частота колебаний, тем выше звук.

Графически это можно представить следующим образом:

Итак, высота звука – вторая физиологическая характеристика, которая определяется частотой колебаний.

Мы никогда не спутаем с вами звук трубы со звуком фортепиано. Голос своей мамы мы узнаем из тысячи голосов. Различать одни звуки от других нам помогает тембр звука.

Тембр - индивидуальная особенность сложной звуковой волны, он обусловлен тем, что звук состоит из ряда простых звуков разных частот, т.е. имеет определенную «окраску», это качество звука и называют тембром. Это еще одна физиологическая характеристика звука.

А сейчас, попробуйте назвать, какие музыкальные инструменты звучат? (Запись на компьютере)

(Ответы учащихся)

Учитель. Громкость, высоту и тембр называют физиологическими характеристиками звука потому, что они связаны с нашим восприятием. Физиологические характеристики звука связаны с физическими, которые позволяют различать громкие звуки от тихих, высокие от низких, звуки от разных источников. Какие же бывают физические характеристики звука?

Ученик. Физические характеристики звука - амплитуда и частота.

Учитель. А теперь познакомимся с одним из основных свойств звуковых волн. Звуковая волна, как и любая другая может отражаться и преломляться. Отражение волн от препятствий относится к числу очень распространенных явлений. Этот закон отражения является общим волновым законом, т. е. он справедлив для любых волн, в том числе и для звуковых, и для световых. Отражение волн от экрана пронаблюдаем на опыте (опыт по рис. 141) Опыт и наблюдения показывают, что отражение звука подчинено определенному закону: угол падения равен углу отражения.

Учитель. Выполним графическую интерпретацию опыта на доске и сделаем вывод о соотношении между углом падения и отражения

Ученик. Угол отражения равен углу падения.

Учитель. При распространении звуковых волн можно наблюдать такое явление как эхо. Оно объясняется свойством отражения волн от преграды.

В лесу, в горах, в помещениях можно иногда слышать отражение звука от какой-то преграды (лес, горы, стена). Если до нас доходят звуковые волны, последовательно отразившиеся от ряда препятствий, то получается многократное эхо. Раскаты грома имеют такое же происхождение! Это — многократное повторение очень сильного «треска» огромной электрической искры молнии.

На свойстве отражения звука основана эхолокация

С помощью эхолокации некоторые животные определяют расстояния. Например,  дельфины, используя эхолокацию, с большой точностью определяют рельеф дна и местоположение своих собратьев или добычи. Инфразвук, посылаемый летучей мышью, отражается от потенциальной добычи и улавливается мышью. По времени полета звукового сигнала мышь очень точно определяет расстояние до предмета.

Эхолоты – специальные приборы для определения глубины моря – тоже используют явление отражения звука.  Глубина моря иногда превышает 10 км, и обычным лотом (грузом, привязанным к веревке) измерить такую глубину невозможно.  Эхолот издает сильный и короткий звуковой сигнал, а затем ловит отраженное от морского дна эхо.

4.2. Самостоятельная работа учащихся.

В продолжение развития темы и усвоения новых знаний учащимся предлагается самостоятельно изучить материал, который находится у них на столах.

Учитель. Изучите дополнительный материал, рассмотрите рисунки, ответьте на вопросы и проведите взаимопроверку

1)     Каковы причины снижения слуха?

2)     Каковы нормы, определяющие громкость звука по САНПИНу?

3)     Рассмотрите картинку. На сколько децибел громкость дискотеки превышает эти нормы?

Звуки, воспринимаемые человеческим ухом, являются одним из важнейших источников информации об окружающем мире. Ухо – один из наиболее сложных и тонких органов, оно воспринимает и очень слабые, и очень сильные звуки. Орган слуха всегда «бодрствует» даже ночью, во сне он постоянно подвергается внешним раздражителям, так как не обладает никакими защитными приспособлениями, сходными, например, с веками, предохраняющими глаза от света. Поэтому ухо человека надо беречь не только от механических повреждений, но и от громких звуков!

Современный шумовой дискомфорт вызывает у живых организмов болезненные реакции. Шум от пролетающего реактивного самолета, например, угнетающе действует на пчелу, она теряет способность ориентироваться. Этот же шум убивает личинки пчел, разбивает открыто лежащие яйца птиц в гнездах. При воздействии интенсивных звуков коровы дают меньше молока, куры реже несутся, птицы начинают усиленно линять, задерживается прорастание семян и даже наступает разрушение растительных клеток. Не случайно, например, деревья в городе даже в «спальных» районах погибают раньше, чем в естественных условиях.

В современных мегаполисах шум вырос в несколько раз. Если в 60 – 70 годы прошлого столетия уровень громкости на улицах не превышал 80 дБ, то в настоящее время он достигает 100 дБ и более. На многих оживленных магистралях даже ночью шум не бывает ниже 70 дБ, в то время как по санитарным нормам он должен не превышать 40 дБ.

В крупных городах России (Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Красноярск, Екатеринбург, Магнитогорск и др.) на магистралях с интенсивным движением (до 6 – 8 тыс. автомобилей экипажей в час) фиксируется уровень шума в среднем 73 – 83 дБ, а максимальный – до 90 дБ и более.

5 этап. Первичная проверка понимания изученного материала

Цель: установить правильность и осознанность изученного материала, выявить пробелы, провести коррекцию пробелов в осмыслении материала

Методы и приёмы выполнения: подготовка учащимися своих вопросов, своих примеров наблюдения эха, звуков различной громкости и высоты в природе, решение качественных задач на закон отражения.

6. Этап закрепления учебного материала

Цель: обеспечить в ходе закрепления повышение уровня осмысления изученного материала, глубины понимания.

Для закрепления и углубления полученных знаний используется Рабочая тетрадь: №258, 259, 261 - 264 - задания позволяют применить теоретические знания на практике,

7 этап. Задание на дом.

- Задание творческого уровня предлагаются тем, кто считает возможной для себя самостоятельную творческую работу.

8 этап. Подведение итогов занятия и рефлексия

Цель: дать качественную оценку работы класса и отдельных учащихся; инициировать рефлексию учащихся по поводу мотивации своей деятельности и взаимодействия с учителем и одноклассниками

Учитель. Итак, подведём итоги нашего урока. Теперь мы знаем, что такое высота, громкость и тембр звука и какими физическими величинами они характеризуются, что отражение звука подчиняется определённой закономерности и может привести к наблюдению такого явления, как эхо, а так же познакомились с учетом и применением отражения звука в технике.